[发明专利]改性发泡剂、微发泡聚丙烯材料及制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种改性发泡剂、微发泡聚丙烯材料及制备方法。改性发泡剂包括经脂肪族缩水甘油酯改性的偶氮二甲酰胺。微发泡聚丙烯材料包括聚丙烯树脂，上述改性发泡剂，成核剂，抗氧剂和润滑剂。通过在偶氮二甲酰胺中引入带有环氧基团的脂肪酸缩水甘油酯，限制了氨气生成，使得含有该改性发泡剂的微发泡聚丙烯材料更加环保。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种改性发泡剂、微发泡聚丙烯材料及制备方法。

背景技术

微发泡聚丙烯专用料是近年来兴起的一种改性料，具有制品收缩率低、成型时间短、减重、节省原料等优势，在汽车零部件、电子产品等领域获具有广泛的应用前景。偶氮二甲酰胺(AC)是生产微发泡聚丙烯最常用的发泡剂之一，中国专利申请201310727884和中国专利申请201710559553都在微发泡聚丙烯中使用了AC发泡剂。AC发泡剂在发泡过程中分解产物主要包括N₂、CO、CO₂、氨气，由于氨气的存在导致采用AC发泡剂制备的制品不能满足环保的要求，严重限制了AC发泡剂在聚丙烯中的使用。

如何通过对偶氮二甲酰胺进行改性，获得环保型聚丙烯材料，至关重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种改性发泡剂、微发泡聚丙烯材料及其制备方法。

偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂在发泡过程中分解产物主要包括N₂、CO、CO₂和氨气，由于氨气的存在导致采用AC发泡剂制备的制品不能满足环保的要求，严重限制了AC发泡剂在聚丙烯中的使用。

为此，本发明提出一种AC发泡剂的化学改性方法，通过引入带有环氧基团的脂肪酸缩水甘油酯，将AC发泡剂分子结构上的伯胺转变为仲胺，一方面降低了胺基的活性，另一方面，通过引入脂肪酸的长碳链，限制了氨气的生成，从根本上解决了AC发泡剂热分解产物中生成氨气的问题。

同时还利用上述改性发泡剂制备获得微发泡聚丙烯材料。即聚丙烯树脂为基体，通过添加改性发泡剂、成核剂，采用双螺杆挤出机熔融造粒而成。由此获得的微发泡聚丙烯材料无刺激性气体释放，泡孔尺寸均一，分布均匀，可广泛应用于汽车零部件、电子产品等领域的应用。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种改性发泡剂，包括：经脂肪族缩水甘油酯改性的偶氮二甲酰胺。本发明所提供的改性发泡剂，通过引入带有环氧基团的脂肪酸缩水甘油酯，将AC发泡剂分子结构上的伯胺转变为仲胺，一方面降低了胺基的活性，另一方面，通过引入脂肪酸的长碳链，限制了氨气的生成，从根本上解决了AC发泡剂热分解产物中生成氨气的问题。从而使得本发明所提供的改性发泡剂更加环保。

进一步地，所述经脂肪族缩水甘油酯改性的偶氮二甲酰胺由偶氮二甲酰胺和脂肪族缩水甘油酯按照摩尔比为1：1.5～1：3制备而成。由此，可以将将脂肪链化学接枝到偶氮二甲酰胺分子结构上，获得经脂肪族缩水甘油酯改性的偶氮二甲酰胺。当脂肪族缩水甘油酯的量过少时，不足以反应掉足够的酰胺基，发泡剂分解时仍然生成较多氨气；当脂肪族缩水甘油酯的量过多时，会造成AC中两个酰胺基发生进一步反应的情况，造成产物分解温度过高，降低树脂加工过程中发泡剂的分解效率，减少发气量。

进一步地，所述脂肪族缩水甘油酯包括选自棕榈酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、亚油酸缩水甘油酯、亚麻酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。由此可以获得环保的经脂肪族缩水甘油酯改性的偶氮二甲酰胺。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种改性发泡剂的制备方法，所述改性发泡剂为本发明第一方面所述的改性发泡剂，所述制备方法包括：将偶氮二甲酰胺和脂肪族缩水甘油酯在溶剂中进行反应，以便获得所述改性发泡剂。